Вибір ідеалулазерне джерело: напівпровідниковий лазер з крайовим випромінюванням
1. Вступ
Напівпровідниковий лазерЧіпи поділяються на лазерні чіпи з торцевим випромінюванням (EEL) та лазерні чіпи з вертикальним резонаторним поверхневим випромінюванням (VCSEL) відповідно до різних процесів виготовлення резонаторів, а їхні специфічні структурні відмінності показані на рисунку 1. Порівняно з лазером з вертикальним резонаторним поверхневим випромінюванням, технологія напівпровідникових лазерів з торцевим випромінюванням є більш зрілою, з широким діапазоном довжин хвиль, високою...електрооптичнийефективність перетворення, велика потужність та інші переваги, дуже підходять для лазерної обробки, оптичного зв'язку та інших галузей. Наразі напівпровідникові лазери з торцевим випромінюванням є важливою частиною оптоелектронної промисловості, а їх застосування охоплює промисловість, телекомунікації, науку, споживчу техніку, військову справу та аерокосмічну галузь. З розвитком та прогресом технологій потужність, надійність та ефективність перетворення енергії напівпровідникових лазерів з торцевим випромінюванням значно покращилися, а перспективи їх застосування стають все ширшими.
Далі я покажу вам, як ще більше оцінити унікальну чарівність бокового випромінювання.напівпровідникові лазери.
Рисунок 1 (ліворуч) бічно випромінюючий напівпровідниковий лазер та (праворуч) схема структури лазера з вертикальним резонатором, що випромінює поверхню
2. Принцип роботи напівпровідника з крайовою емісієюлазер
Структуру напівпровідникового лазера з торцевим випромінюванням можна розділити на такі три частини: активну область напівпровідника, джерело накачування та оптичний резонатор. На відміну від резонаторів лазерів з вертикальним резонатором та поверхневим випромінюванням (які складаються з верхнього та нижнього брэгівських дзеркал), резонатори в напівпровідникових лазерних пристроях з торцевим випромінюванням в основному складаються з оптичних плівок з обох боків. Типова структура пристрою з торцевим випромінюванням та структура резонатора показані на рисунку 2. Фотон у напівпровідниковому лазерному пристрої з торцевим випромінюванням підсилюється шляхом вибору моди в резонаторі, а лазер формується в напрямку, паралельному поверхні підкладки. Напівпровідникові лазерні пристрої з торцевим випромінюванням мають широкий діапазон робочих довжин хвиль і підходять для багатьох практичних застосувань, тому вони є одними з ідеальних джерел лазерного випромінювання.
Показники оцінки продуктивності напівпровідникових лазерів з торцевим випромінюванням також узгоджуються з іншими напівпровідниковими лазерами, включаючи: (1) довжину хвилі лазерного випромінювання; (2) пороговий струм Ith, тобто струм, при якому лазерний діод починає генерувати лазерні коливання; (3) робочий струм Iop, тобто струм збудження, коли лазерний діод досягає номінальної вихідної потужності; цей параметр застосовується до проектування та модуляції схеми збудження лазера; (4) ефективність нахилу; (5) кут вертикальної дивергенції θ⊥; (6) кут горизонтальної дивергенції θ∥; (7) моніторинг струму Im, тобто величини струму напівпровідникового лазерного чіпа при номінальній вихідній потужності.
3. Прогрес досліджень напівпровідникових лазерів з торцевим випромінюванням на основі GaAs та GaN
Напівпровідниковий лазер на основі напівпровідникового матеріалу GaAs є однією з найрозвиненіших технологій напівпровідникових лазерів. Наразі широко комерційно використовуються напівпровідникові лазери з торцевим випромінюванням на основі GAAS ближнього інфрачервоного діапазону (760-1060 нм). Як напівпровідниковий матеріал третього покоління після Si та GaAs, GaN отримав широке застосування в наукових дослідженнях та промисловості завдяки своїм чудовим фізичним та хімічним властивостям. З розвитком оптоелектронних пристроїв на основі GAN та зусиллями дослідників, світлодіоди та лазери з торцевим випромінюванням на основі GAN були промислово розвинені.
Час публікації: 16 січня 2024 р.